多金属氧酸盐（Polyoxometalates,POMs）是一类含有前过渡金属元素（W^Ⅵ、Mo^Ⅵ、V^Ⅴ、Nb^Ⅴ和Ta^Ⅴ）的阴离子金属氧团簇。多金属氧酸盐不仅具有丰富多样的化学组成和结构,而且拥有可调控的物理化学性质,已经在催化、药物研发、生物医学和材料科学等众多领域得到应用。多金属氧酸盐具有在温和条件下快速可逆的氧化还原性,可作为均相和非均相催化剂应用于水氧化、烯烃环氧化和氧化脱硫等多种氧化反应。多金属氧酸盐作为均相催化剂往往在反应中表现出高的催化活性,但存在分离和回收再利用的问题。为此,对多金属氧酸盐加以修饰使其非均相化,可实现催化剂的重复使用,然而,非均相催化剂存在传质慢和反应活性低等缺点。目前,在反应过程中为均相,反应后变为非均相的温控型催化剂受到越来越多的关注。此外,一些多金属氧酸盐在溶液中不稳定,尤其在水介质中可发生缓慢或快速的水解平衡而形成复杂的多组分溶液体系。多金属氧酸盐在溶液中的不稳定性为深入研究其在催化反应中的活性位点以及作用机理造成了困扰。基于以上分析,本论文通过固载法设计合成了一种基于多金属氧酸盐的温控型催化剂,并将其成功应用于氧化脱硫（Oxidative desulfurization,ODS）反应。此外,我们采用毛细管电泳（Capillary electrophoresis,CE）技术研究了Strandberg型多阴离子[（C₆H₅PO₃）₂Mo₅O₁₅]^4–在水溶液中的稳定性和水解平衡。具体研究内容如下:1.选取具有温度响应性能的聚N-异丙基丙烯酰胺（Poly（N-isopropylacrylamide）,缩写为PNIPAM）为载体,具有强氧化性的过氧磷钨季铵盐([C₁₆H₃₃N（CH₃）₃]₃[PO₄[WO（O₂）₂]₄],缩写为C₁₆PW（O₂）₂)为催化中心,通过固载法成功合成了一种基于多金属氧酸盐的温控型催化剂[C₁₆H₃₃N（CH₃）₃]₃[PO₄[WO（O₂）₂]₄]/poly（N-isopropylacrylamide）(缩写为C₁₆PW（O₂）₂/PNIPAM)。该催化剂具有温敏特性,可响应外界温度刺激,在反应介质中发生均相与非均相间的转换。将该催化剂应用于ODS反应中,以过氧化氢（H₂O₂）为氧化剂催化氧化难降解的含硫化合物二苯并噻吩（Dibenzothiophene,DBT）,不仅能达到100%脱硫效率,而且可以实现催化剂的重复使用。该温控型催化剂在反应前室温条件下为非均相,当升高反应温度,聚合物载体从非均相变为均相,此时反应底物DBT在聚合物分子和催化剂中烷基链的协同作用下聚集到活性位点周围发生反应。当反应结束时,催化剂随着反应温度的降低由均相变为非均相,在此过程中聚合物载体可吸附反应产物砜（Sulfone,DBTO₂）并将其从体系中分离出。研究结果表明,该温控型催化剂C₁₆PW（O₂）₂/PNIPAM不仅同时具有均相和非均相催化剂的优点,而且可以替代萃取剂分离反应产物,可实现高效、绿色、经济的超深度脱硫工艺。2.基于CE技术研究Strandberg型多阴离子[（C₆H₅PO₃）₂Mo₅O₁₅]^4–在水溶液中的稳定性和水解平衡。首先,分析结果表明,[（C₆H₅PO₃）₂Mo₅O₁₅]^4–在水溶液中不稳定,可发生快速水解平衡,且平衡组分为[（C₆H₅PO₃）₂Mo₅O₁₅]^4–,[Mo₇O₂₄]^6–和[Mo₈O₂₆]^4–三种多阴离子。接下来考察了溶液中样品浓度、抗衡离子以及溶液pH等条件对[（C₆H₅PO₃）₂Mo₅O₁₅]^4–水解平衡的影响。通过分析电泳谱图可知,多阴离子[（C₆H₅PO₃）₂Mo₅O₁₅]^4–的水解平衡与水介质的条件密切相关,条件改变,[（C₆H₅PO₃）₂Mo₅O₁₅]^4–的水解平衡发生移动。此外,带电荷的氨基酸可在溶液中与[（C₆H₅PO₃）₂Mo₅O₁₅]^4–水解后的平衡组分发生相互作用,从而引起其水解平衡的移动。中性氨基酸和环糊精在溶液中不与多阴离子发生作用。以上实验结果表明,CE技术可用于监测多金属氧酸盐在水溶液中的稳定性和水解平衡,是一种简单、快速、经济、高效的分离分析方法。